绿色环境保护节能建筑设计与实现

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摘要：本研究详细介绍了节能环保的基本理念，并分析了建筑设计的基本要求，尤其是重点研究了绿色节能设计的三大阶段，提出了科学的节能建筑设计方法。通过绿色建筑节能设计，人们可以优化建筑的基本构造，设计出合理的暖通空调，改善节能建筑的质量，提高人们的生活水平。

关键词：绿色；环保；节能建筑；构造；暖通空调

随着科技的进步，人们的生活水平得到较大的改善，绿色环保节能建筑逐渐成为人们追求的建筑形式。简单来说，传统建筑外观已经无法满足人们的居住需求，人们需要绿色、环保、节能的居住环境，可见，节能环保设计对于建筑发展来说至关重要。绿色建筑既包含基础的建筑功能，还包含复杂的环保设计[1]。为了革新建筑模式，设计绿色建筑，人们就必须从环保角度入手，对绿色建筑进行多方位的研究。要想实现这一设计目标，人们需要准确掌握传统建筑与绿色建筑的异同点，进而综合优势、放弃劣势，科学地设计出绿色环保节能建筑。

1节能理念与建筑设计的融合

1.1架构角度的节能设计。节能建筑设计的根本原则有两个：一是增强人们的环保意识；二是实现建筑的节能效果。可见，节能建筑设计既重视人们的理念，又重视建筑的环保，实现了商业、环保和理念的平衡，使得建筑不再仅有居住功能，还蕴含文化内涵。通常，建筑物大多坐北朝南，光照充足，商业价值高。而环保设计不仅重视坐北朝南的格局，还重视通风设计，通过提升建筑通风效果来改善人们的生活环境。科学的室内建筑构造可提升建筑的利用率，进而提高建筑的环保效果。1.2环保材料角度的节能设计。环保节能材料直接决定环保建筑的设计效果，属于环保建筑的核心元素。建筑工程结构具有多样性，所以其在实施时往往需要大量环保材料，如水材料、建筑材料等[2]。优质的环保材料可改善建筑的环保功能，例如，淡颜色的装饰材料给人清新的感觉，视觉上,建筑面积似乎有所扩大；节能灯泡的使用既减少了资源的浪费，又可以照亮环境，必要时还可以根据环境的亮度来调节灯泡的亮度，最大化降低电耗。给排水系统被视为建筑质量评价的重要因素，必须实施环保节能设计，例如，选择危险程度低、环保耐用的新型材料，既可以延长材料的使用时间，又可以最大化减少维修次数，给人们的生活带来方便，保证给排水系统的稳定性。1.3环保技术角度的节能发展。节能环保技术属于一种新型技术，涉及多个领域，发展迅速，促进了建筑行业的进步[3]。最常见的环保技术有三种：一是太阳能技术，该技术适用于各种环境；二是地热技术，该技术的适用条件较为苛刻；三是风能技术，该技术可在高山地区使用。环保技术可实现再生，而将环保技术引入建筑行业既是时代的需要，也是未来的发展方向，为建筑行业提供了无尽的能源。太阳能在日常生活中的应用已经比较普遍，人们经常用太阳能发电或取暖。节能环保技术目前已经成为建筑设计的核心，需重点研究。科技的进步推动了节能技术的研发，使得人们渐渐进入低碳环保社会，环保技术的进步为绿色建筑设计奠定理论基础[4]。

2绿色建筑节能环保的总体设计理念

2.1节能环保设计改善建筑的外观与空间属性。绿色建筑主要表现在两个角度，一是科学的内部空间，二是完美的建筑外观。建筑体型系数能够反映建筑的类型，其所指的是建筑表层面积与建筑体积的比值。当外部环境稳定时，不同的建筑体型系数就会形成不同的能源消耗量，如果这个系数变大，那么其单位面积会散失更多热量，最终导致建筑能源不断流失，这与最初的节能环保模式不一致。因此，节能建筑设计时必须考虑建筑体型系数，使其在较小的范围内浮动，最大化降低能源损耗。2.2节能环保设计强化门窗的属性。门窗结构一直位于建筑的最外层，其长时间与空气接触，难免受损严重。另外，如果门窗的结构不合理，使得外界空气进入室内，形成室内与室外的对流，会最终影响室内温度，难以实现保温效果。因此，门窗设计的优化是建筑设计的重点，具体方案如下：科学的窗户占比有利于降低室内能量的散失，具有保温作用；灵活的门窗设计最大化避免了室内与室外的空气对流，降低了能量损耗；门窗与遮阳棚的结合可控制阳光的摄入量，进而维持室内温度平衡，给人创造舒适的温度。2.3节能环保设计提高墙体的属性。建筑墙体是维持建筑温度的主要途径，绿色建筑生态节能设计必须考虑建筑的特征因素和作用因素。当前，研究的重点是改善建筑墙体的保温作用。首先，可以通过增加建筑物的墙体厚度来实现保温；其次，可以借助新型保温材料来实现保温，目前常见的保温材料有泡沫、耐火纤维等，保温材料可杜绝室内与室外的空气对流，进而将温度变化降到最低，实现保温作用。

3绿色建筑节能环保的设计优化

3.1挑选高强度的环保材料。建筑施工材料的挑选并不是任意的，其需要根据载荷量的差异进行选择，例如，高层建筑具有极大的载荷，所以地基、梁、柱负荷也很高，必须挑选高强度的材料，如C50型混凝土，这样可以大幅度减少成本，提高建筑的使用空间。同样，钢材的选用也要以实际状况为准，大型建筑常用的钢材为HRB400，其节约了钢材的使用量，实现了节能的目的。3.2混凝土的挑选和使用。据不完全统计，我国每年需要的混凝土数量约为66亿m3，水泥的使用量极大，但是水泥生产会产生大量二氧化碳。混凝土制备时必须加入大量的水和砾石，会造成大量能源损失，形成环境污染。当前，人们需要重点研发绿色混凝土，将环境污染降到最低。大型建筑物应选用高标号混凝土，其主要成分是煤粉灰等废弃物，从而降低资源浪费。3.3非承重结构的材料使用。目前，国内大部分建筑物非承重墙使用的材料不符合节能标准，因此在设计非承重墙时，应该在保证其稳定性的前提下选用节能材料。大型建筑可以以加气混凝土砌块作为墙体的填充物，其可以满足节能要求。3.4绿色节能角度的屋面设计。屋面的绿色节能设计属于建筑设计的主要内容，其主要有三个作用：空气净化、保温隔热、美化环境。夏季，屋面进行绿色设计的房屋，其室内温度可比无屋面绿色设计的房屋低4～5℃。大型建筑要实施屋面绿色设计，利用灌木、草坪等降低室内温度，既美观又环保。大型建筑可以选用塑聚苯乙烯板作为隔热材料，其导热系数较小，具有极强的隔热效果，通过科学的屋面绿色设计，建筑的最终导热系数也可以维持在较低水平。与普通的屋面相比，绿色屋面的建筑成本较低，保温效果却更好。

4暖通空调角度的绿色建筑设计

4.1地源热泵技术在绿色建筑的应用。地源热泵技术解决了制冷和制热问题，具有节能的功能。地源热泵对空气的影响小于空气热泵，只影响极小部分的土壤温度，而不影响水位和水质，因此地源热泵具有极强的环保性。管道性能受外部温度的限制较大，当吸收的热量和排出的热量完全平衡时，地源热泵处于最佳状态。中国幅员辽阔，南北温差较大，南北地区应采取不同措施来维护管道。北方可以增加加热辅助系统，以降低地源热泵的加热压力，改善机器运行的稳定性。南方可以使用冷却塔来减少地源热泵的负荷，确保使用寿命。4.2蓄冷系统在绿色建筑中的节能设计。优化冷藏系统可实现地供气温度的控制，降低能耗。夜间，较低的温度有利于系统存储冷空气，其间耗能较低。当耗电量大时，系统可自动排出之前储蓄的冷空气，实现制冷操作，有效降低用电成本。4.3自然通风在绿色建筑中的设计。自然通风最大化加快了空气的流通，室内和室外的空气实时处于流通状态，为人们提供新鲜的空气，也未造成任何资源浪费。绿色建筑暖通空调设计的基础就是自然通风。简单来说，自然通风主要分为两类：一是风压通风，其动力来源于风压；二是热压通风，其动力来源于热压。目前常见的通风模式为风压通风，其最终的通风效果由建筑的风压状况决定。所以，要想最大化发挥风压通风效果，就必须挑选合理的建筑位置，进而为建筑设计科学的布局，改善通风效果。需要注意的是，建筑布局的设计需考虑平面和剖面因素，最大化减少建筑设计带来的空气阻力。影响室外风速的因素有很多，最主要的是天气因素，因此可以设计一种百叶窗，通过调节百叶窗的大小来控制室内风速，降低天气对风速的影响。热压通风的基本原理是空气密度，简单地说，温度不同，空气密度不同，空气会受密度的影响而移动，即从高密度移向低密度，密度差异促使了空气的流动，实现了室内与室外的气体交换。暖通空调系统可维持建筑物内部的温度，也是当前最主要的保温途经。所以，人们可以借助降低室内外的能量交换、提高室内的空调功率等方式，改善室内环境。另外，变频技术是暖通空调的一大亮点，可以最大化降低电耗，实现节能设计。

5结论

未来的建筑行业将重点发展绿色建筑节能环保设计，其既符合时代的需求，也改善了人们的生活条件。所以，人们必须重点研究建筑的材料设计、构造设计和设备设计，在不影响建筑稳定性的前提下实施环保设计，用绿色的环境节能设计为大众提供舒适的环境，最终实现生态建筑的社会目标。

参考文献

1章永洁，蒋建云，叶建东，等.节能环保技术在小型公共建筑中的集成应用及能耗模拟分析[J].建筑技术，2015，46（6）：504-507.

2张跃升.现代智能化公共建筑节能技术综合应用[J].建筑技术，2016，47(12)：1132-1136.

3刘素芳.塑料管材在建筑中节能性应用分析[J].塑料工业，2015，43（10）：142-145.

4曹万林，张勇波，董宏英，等.村镇建筑抗震节能结构体系研究与应用[J].工程力学，2015，32（12）：1-12.

作者:许媛 单位:临朐县环境保护局监测站